python模块引入问题和解决方案

1.pycharm运行python脚本的过程

使用pycharm等编辑器run/debug运行python脚本时，编辑器会通过本地python命令全路径执行脚本，例如

D:\DevelopTools\Python\python.exe D:/Codes/一长串路径/bbss_nature_python/demo/test_no_param_in.py

并且会在python系统环境命令路径prepend即append first拼接启动脚本的绝对目录路径和脚本依赖的绝对目录路径，例如

print ("sys.path")
['D:\\Codes\\一长串路径\\bbss_nature_python\\demo', 'D:\\Codes\\一长串路径\\bbss_nature_python', ...]

这是由于pycharm编辑器run/debug配置中自动定义了全路径工作目录、全路径启动脚本、环境命令拼接等，如下图

2.python命令运行python脚本常见模块引入问题

例1

D:\Codes\cust\rycust\bbss_nature_cust_2021-2030\bbss_nature_cust>python bbss_nature_python/demo/test_no_param_in.py

在以上工作目录，使用相对路径运行python脚本，报错如下(绝对路径也是同样的报错)

Traceback (most recent call last):
   File "D:\Codes\cust\rycust\bbss_nature_cust_2021-2030\bbss_nature_cust\bbss_nature_python\demo\test_no_param_in.py", line 17, in <module>
    from common_code import ScriptReturnClz, _object2JSON_str
ModuleNotFoundError: No module named 'common_code'

例2

D:\Codes\cust\rycust\bbss_nature_cust_2021-2030\bbss_nature_cust>python bbss_nature_python/demo/test_no_param_in.py

在以上工作目录，使用相对路径运行python脚本，报错如下(绝对路径也是同样的报错)

Traceback (most recent call last):
   File "D:\Codes\cust\rycust\bbss_nature_cust_2021-2030\bbss_nature_cust\bbss_nature_python\demo\test_no_param_in.py", line 18, in <module>
    from ..common_code import ScriptReturnClz, _object2json_str
ImportError: attempted relative import with no known parent package

3.python命令运行python脚本模块引入问题的解决方案

Python在引用库文件时，会自动从python安装目录的Lib子目录等目录查找依赖，默认查找路径可以通过命令print(sys.path)查看

print ("sys.path")
 
['D:\\Codes\\cust\\rycust\\bbss_nature_cust_2021-2030\\bbss_nature_cust\\bbss_nature_python\\demo', 'D:\\DevelopTools\\Python\\python310.zip', 'D:\\DevelopTools\\Python\\DLLs', 'D:\\DevelopTools\\Python\\lib', 'D:\\DevelopTools\\Pyt
hon', 'D:\\DevelopTools\\Python\\lib\\site-packages']

可以看到，python命令执行一个python脚本前，会在sys.path数组第一位拼接启动脚本的目录绝对路径

测试用例目录文件树形图如下

3.1模块和当前脚本在同一目录下

在引用自定义模块时，如果模块和当前脚本在同一目录下，引入的时候，有以下几种方式：

1.直接模块名引入√【不建议】

如

from test_with_param_in import _print_json_param

此时，pycharm编辑器会告警，但python、pycharm运行都是正常的

可以选择忽略告警(告警右键选择ignore)

2.包名.模块名引入√【推荐，参见后文最佳方案】

如

from demo.test_with_param_in import _print_json_param

此时，pycharm编辑器不会告警，但python运行会报错

Traceback (most recent call last):

  File "D:\Codes\cust\rycust\bbss_nature_cust_2021-2030\bbss_nature_cust\bbss_nature_python\demo\test_no_param_in.py", line 16, in <module>

    from demo.test_with_param_in import _print_json_param

ModuleNotFoundError: No module named 'demo'

此时需要引入缺少的模块所在的目录的绝对路径，如下

current_script_dir = os.path.split(os.path.realpath(__file__))[0]
current_script_dir_parent = os.path.split(current_script_dir)[0]
sys.path.insert(0, current_script_dir_parent)

3..模块名引入×【不可行】

如

from .test_with_param_in import _print_json_param

此时，pycharm编辑器不会告警，但python运行会报错

Traceback (most recent call last):

  File "D:\Codes\cust\rycust\bbss_nature_cust_2021-2030\bbss_nature_cust\bbss_nature_python\demo\test_no_param_in.py", line 16, in <module>

    from .test_with_param_in import _print_json_param

ImportError: attempted relative import with no known parent package

无解决方案

3.2模块和当前脚本在不同目录下

如果模块和当前脚本不在同一目录下，必须指定模块路径，可以在当前脚本中import sys然后

通过sys.path.append(‘待引入的模块路径’)或者sys.path.insert(0,‘待引入的模块路径’)拼接的方式加入python系统命令路径，建议insert

待引入的模块路径，应该使用绝对(abs)路径，对于相对路径，python会直接拼接工作目录+相对路径生成绝对路径，拼接后的绝对路径是错误的(除非工作目录本身就是启动脚本的目录)

脚本内容：

# 当前脚本abs目录
current_script_dir = os.path.split(os.path.realpath(__file__))[0]
# 当前脚本目录的上级abs目录(对于本测试用例即为待引入模块的abs目录)
current_script_dir_parent = os.path.split(current_script_dir)[0]
# 待引入模块common_code的abs目录加入系统环境命令路径数组
 
sys.path.insert(0, current_script_dir_parent)
print("print (\"sys.path\")")
print(sys.path)
 
# 引入自定义模块common_code【注意，代码中必须先添加路径之后才能引入】
 
from common_code import ScriptReturnClz, _object2json_str

命令：

D:\Codes\cust\rycust\bbss_nature_cust_2021-2030\bbss_nature_cust>python bbss_nature_python/demo/test_no_param_in.py

运行结果：

print ("sys.path")
 
['D:\\Codes\\cust\\rycust\\bbss_nature_cust_2021-2030\\bbss_nature_cust\\bbss_nature_python', 'D:\\Codes\\cust\\rycust\\bbss_nature_cust_2021-2030\\bbss_nature_cust\\bbss_nature_python\\demo', 'D:\\DevelopTools\\Python\\python310.zi
p', 'D:\\DevelopTools\\Python\\DLLs', 'D:\\DevelopTools\\Python\\lib', 'D:\\DevelopTools\\Python', 'D:\\DevelopTools\\Python\\lib\\site-packages']

4.python命令运行python脚本模块引入的最佳方案

4.1复杂工程的依赖遍历问题

当待引入的模块和当前脚本在不同目录下时，需要在环境变量中加入待引入模块目录的绝对路径，每个类似的启动脚本(即python命令执行的脚本)都需要编写很多类似的模板代码，而且由于依赖的传递性，可能无法简单地遍历出所有的自定义依赖模块

4.2 IDE的依赖默认引入方式

复杂依赖的python脚本，尤其是系统级规模化的python工程，通常使用pycharm等IDE编写。IDE会创建python工程，并且以工程目录为工作目录，在编写py脚本时，从工作目录开始查找自定义模块，自动补齐工作目录下的相对路径。另外，在打包python工程时，也是从工程目录开始。因此，使用IDE的默认的补全模块路径的依赖引入方式是最优选择

4.3多工程依赖的解决方案

不同于java微服务子工程之间的依赖引用，python没有子工程概念，只有一个完整的未拆分的工程。如果两个工程之间有模块依赖关系，则需要同时部署两个工程，并使用绝对路径引入另一个工程的工程目录，然后从工程目录开始引入所需模块。对于常用的自定义的基础依赖，也可以打包发布到公有源或私有源，直接install引入模块。从工程角度考虑，需要区分模块的命名空间，应采用和java包名类似的方式，以组织或个人的标识创建模块总包

4.4找到python工程的工程目录【方案本案】

鉴于IDE的依赖引入方式，只要将python工程的工程目录加入sys.path，则工程内的任何一个pycharm可成功运行的启动脚本都可以用python命令成功运行

怎样可以方便地找到一个python工程的工程目录？这取决于一个工程有多少启动脚本，以及每个启动脚本的位置

如果一个python工程只有一个启动脚本，比如一个python文件服务器，那么这个脚本应该直接放在工程一级目录下(如下图中工程目录为D:\tmp\python，start.py为启动脚本)，这样可以顺利找到当前工程中的所有自定义依赖，这是因为启动脚本路径自动拼接环境变量

如果一个python工程有多个启动脚本，并且不是都在工程目录下，比如一个python计算工具包，那么每一个启动脚本的全局代码块都需要添加工程目录，举例如下

# 当前脚本abs目录
current_script_dir = os.path.split(os.path.realpath(__file__))[0]
# 当前脚本目录的上级abs目录(对于本测试用例即为python工程abs目录，如果不是，可继续上溯)
current_script_dir_parent = os.path.split(current_script_dir)[0]
# python工程路径
python_project_dir = current_script_dir_parent
if sys.path[0] != python_project_dir:
    sys.path.insert(0, python_project_dir)
    print("添加工程目录：" + python_project_dir)
    print("print (\"sys.path\")")
    print(sys.path)

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